焊接结构强度计算题.
焊接强度计算
受扭矩的接头强度计算
① 矩形截面构件的接头 若开坡口四周全焊，接头的 最大切应力按下式计算：
τ max
Mn = 2 ⋅ Z ⋅ (h − Z )( B − Z )
若不开坡口四周全部角焊， 接头的最大切应力为：
τ max
Mn = 2 × 0.7 ⋅ K (h + 0.7 K )( B + 0.7 K )
受弯矩联接接头的强度计算
① 若构件同时承受弯矩M和轴向力N时，焊缝中应 力分别求出和，由于两者方向相同，所以合成应 力： τ 合 = τ N + τ M ② 若构件同时承受横向力P和轴力N时，则要同时 考虑弯矩M=P·L和轴向力N及剪切力Q=P的作用。 由于构件承受切力Q时，只是腹板承受的，故切 力只由联接腹板的焊缝承受，并设切应力沿焊缝 均匀分布。计算联接的焊缝强度时，应验算两个 位置的合应力： 一个是盖板外侧受拉 M N y max + ≤ [τ ' ] 的焊缝的合成应力： τ 合 = Ix 0 .7 K ⋅ L 另一个是腹板立焊缝 M h N τ合 = ( ⋅ + ) 2 + τ θ2 ≤ [τ ' ] 端点的合成应力： I x 2 0.7 K ⋅ l
② 单面焊的正面、侧面联合 塔接焊缝的强度公式：
P τ= = ≤ [τ ' ] α ⋅ ∑ l 0.7 K ⋅ ∑ l
P
受弯矩的搭接接头计算
2.受弯矩的搭接接头计算 方法有三种： ① 分段计算法：
τ=
M h2 0.7 K [l (h + K ) + ] 6
② 轴惯性矩计算法 最大切应力： M τ max = ⋅ y max ≤ [τ ' ] IX
载荷平行于焊缝丁字接头强度计算
钢结构的连接(课后习题)
第 2 章 钢结构的连接一、选择题1 直角角焊缝的强度计算公式 w c f l h N =t ≤ w f f 中，he 是角焊缝的——。
(A)厚度 (B)有效厚度 (C)名义厚度 (D)焊脚尺寸2 对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时——。
(A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响。
(C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取 f b ＝1．22 3 等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为——。
(A)0．7 (B)0．75 (C)0．65 (D)0．354 直角角焊缝的有效厚度 c h ——。
(A)0．7 f h (B)4mm (C)1．2 f h (D)1．5 fh 5 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于——·(A)60 f h (B)40 f h (C)80 f h (D)120 fh 6 角钢和钢板间用侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同 时，————。
(A)角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等(B)角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝(C)角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝(D)由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用7 不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力 N 之间的夹角满足——。
(A) q tan £1．5 (B) q tan >l，5 (C)q ≥70º (D) q ＜70º8 产生焊接残余应力的主要因素之一是——·(A)钢材的塑性太低 (B)钢材的弹性模量太高(C)焊接时热量分布不均 (D)焊缝的厚度太小9 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用 Q345 时，焊条选用——。
(A)E55 (B)E50 (C)E43 (D)前三种均可10 焊缝连接计算方法分为两类，它们是——。
(A)手工焊缝和自动焊缝 (B)仰焊缝和俯焊缝(C)对接焊缝和角焊缝 (D)连续焊缝和断续焊缝11 焊接结构的疲劳强度的大小与——关系不大。
焊接强度计算知识
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。
例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。
继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。
如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。
36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。
另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。
设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。
37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。
全焊透对接接头的各种受力情况见图31。
图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。
受拉时的强度计算公式为Fσt＝───≤〔σ′t 〕Lδ1F受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕Lδ1式中F——接头所受的拉力或压力（N）；L——焊缝长度（cm）；δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2）〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2）计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。
解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。
焊接强度计算
重点：1.焊接接头的应力集中 2.焊接接头的应力分布 3.焊缝静载强度计算 难点：1.焊接接头的应力分布 2.焊缝静载强度计算
1.焊接接头的应力集中
1 应力集中的概念 1.1定义 由于焊接的形状和焊缝布置的特点，焊接 接头工作应力的分布是不均匀的，其最大 应力σ max 比平均应力值 σ m高，这种情况称 应力集中。
σ max 1.2 表达式： T = Κ σm
焊接接头中存在应力集中的影响因素
① 焊接工艺缺陷、冶金缺陷、夹渣、气孔、 咬边、未焊透均会引起应力集中、其中咬 边、未焊透较为严重。 ② 不合理的焊缝外形。不同焊缝形状会引起 不同程度的应力集中。 ③ 接头型式：不同接头型式引起应力集中不 同。 ④ 制造过程中的缺陷。 ⑤ 焊接残余应力。
焊缝接头强度计算的假设
⑤ 角焊缝都是在切应力作用下破坏的。角焊缝的计算断面 在角焊缝截面的最小高度上，取内接三角形高度α 为计算 高度，（如图）。 K 直角等要角焊缝的计算高度： = α = 0.7 K
2
⑥ 尽管加强和小量的熔深对于接头强度没有影响，但埋弧 自动焊和 co2保护焊的熔深较大应予以考虑，其角焊缝计 算断面厚度 α（如图）
2 2 τ 合 = τ M + τ Q ≤ [τ ' ]
τ [注]：θ 的计算是按全部焊缝计算，还是只考虑水平焊缝或只考 虑垂直焊缝，要按具体情况而定。（如图）可按全部焊缝承 受的剪力θ ， θ 均匀分布于全部焊缝中，其方向同P一致 τ
τ 合 = (τ m cosθ + τ θ ) 2 + (τ M ⋅ sin θ ) 2 ≤ [τ ' ]
钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)
Q235用。
由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。
分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。
1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积：230010230=⨯=w A mm 22．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。
将力F 向焊缝截面形心简化得：F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN点b 的压应力Mb σ，且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN点b 的折算应力，且要求起步大于1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得：168≈F KN缝的距离不相等，肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力，又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸，所以，只要验算肢背焊缝的强度，若能满足，肢尖焊缝的强度就能肯定满足。
钢结构计算题(焊接)
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值F k =250kN ，其中20%为永久荷载，80%为可变荷载,如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为2185/w t f N mm =，未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样）拉力设计值 1.20.2250 1.40.8250340G GK Q QK F F F kN γγ⨯⨯⨯=⨯=+=+该拉力为偏心力,与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为焊缝强度不满足要求。
*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值F =340kN ，。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2160/w f f N mm =。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解:偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。
节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。
最大正应力(拉)为焊缝强度满足要求。
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值C =200kN ，T =400kN ，如下图所示。
采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，三级焊缝,焊缝强度设计值为：22185/,125/w w t v f N mm f N mm ==，未用引弧板施焊。
试验算此焊缝强度是否满足设计要求。
解: 轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下节点钢板所受的水平力(轴力)0x cos60400200/2300F T C kN =-⋅=-=节点钢板所受的弯矩3730010100310x M F e N mm ==⨯⨯=⨯⋅节点钢板所受的竖向力(剪力)0sin60y F C =⋅=焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。
第二节主静载钢结构强度计算
第二节焊接接头的静载强度计算一、焊缝的符号及标注焊缝符号是工程语言的一种，是用符号在焊接结构设计的图样中标注出焊缝形式、焊缝和坡口的尺寸及其他焊接要求。
我国的焊缝符号是由国家标准GB/T324—1988统一规定的。
1．焊缝符号一般由基本符号与指引线组成。
必要时还可加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。
其详细内容如下：(1)常用焊接方法的代号GB/T5185—1985《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号》规定了各种焊接方法用阿拉伯数字代号表示。
常用焊接方法的数字代号见表4-2-1。
表4-2-1常用焊接方法的数字代号(2)基本符号基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，见表4-2-2。
表4-2-2基本符号①不完全熔化的卷边焊缝用I形焊缝符号来表示，并加注焊缝有效厚度S。
(3)辅助符号辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号。
如提出对焊缝表面形状和焊缝如何布置等要求，均可以用辅助符号表示（表4-2-3）。
不需要确切地说明焊缝的表面形状时，可以不用辅助符号。
辅助符号的应用示例，见表4-2-4。
表4-2-3辅助符号表4-2-4辅助符号的应用示例(4)补充符号补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表4-2-5表4-2-5 补充符号（5）焊缝尺寸符号焊缝尺寸符号见表4-2-6表4-2-6 焊缝尺寸符号示例2．焊缝符号在图样上的表示方法一般箭头线相对焊缝的位置没有特殊要求，但在标注V、单边V、J等形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的焊件，如图4-34a、b所示。
必要时，允许箭头弯折一次，如图4-34e 所示。
基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。
基准线一般应与图样的底边平行，但在特殊条件下亦可与底边垂直。
为了能在图样上确切的表示出焊缝的位置，特将基本符号相对基准线的位置作如下规定：1)如焊缝在接头的箭头侧，则基本符号标在基准线的实线侧(图4-35a)。
2)如焊缝在接头的非箭头侧，则基本符号标在基准线的虚线侧(图4-35b)。
钢结构原理计算题和部分答案
1．试验算图示焊缝连接的强度。
已知作用力F=100kN(静力荷载)，手工焊，E43型焊条，没有采用引弧板， w f f =160N/mm 2 ，h f =10mm. （8分）9。
解答：2、验算图示普通螺栓连接时的强度，已知螺栓直径mm d 20=，C 级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值kN F 100=，2140mm N f b v =，2170mm N f b t =，2305mm N f b c =，245.2cm A e =。
（12分）解：3．一焊接工字梁，跨度12米，跨中有一测向支点，F1=110KN, F2=160KN, 自重1.6KN/M ，Q235钢（2215mm N f ）。
集中荷载下方垫块宽60毫米，支座处有端板。
验算该梁的强度。
（12分）4．一柱轴心受压N=1400KN,Q235钢,截面I56a，柱高7米，柱在yz平面下端固定，上端铰接。
柱在xz平面两端铰接。
（x轴为强轴）。
1）验算该柱稳定性。
2）将该柱改为缀条柱（双肢槽钢20a,柱宽300mm）,缀条L45x4,缀条与柱成45度角。
验算该柱；3）将该柱改为缀板柱（双肢槽钢20a,柱宽300mm），确定单肢长度，进行缀板设计（P3）(18分)轴心压杆稳定系数1、一12米单跨梁，钢材为Q235钢（f=215Mpa，f=235Mpa，yf v =125Mpa ），主梁工字钢，翼缘480x20mm ，腹板720x10mm ，设计均布荷载60KN/m （已考虑自重）。
对该梁进行强度和稳定性验算。
（A=26400mm 2,I x =2.94x109mm 4，I y =3.687x108mm 4）24320235bx y y f ϕλ=⋅，0.282' 1.07b b ϕϕ=-（13分)7 2、一偏心受压柱采用3号钢，长13.5米，N z =1350kN ，M x =700kN-m ，截面无削弱。
验算整体稳定。
（截面工字钢，翼缘400x20，腹板560x10，A=21600mm 2,I x =1.492x109mm 4，Iy=2.134x108mm 4, ()210.690λϕ=-)(15分)计算牛腿连接，采用直角角焊缝，hf=10mm 。
钢结构第三四章练习
填空题1.对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应验算 。
2.焊接组合梁截面高度h 根据 、 、 三方面因素确定。
3.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数，目的是考虑 截面塑性。
4.格构式轴心压杆中，对 整体稳定检算时应考虑剪切变形影响，以 代替长细比以考虑其影响。
6.实际轴心压杆的板件宽厚比限值是根据 。
7.轴心压杆格构柱进行分肢稳定计算的目的是保证 。
8.影响钢梁的整体稳定的主要原因有 、 、 、 和 、 。
9.焊接组合工字型截面钢梁，翼缘的局部稳定是采用 的方法来保证，而腹板的局部稳定则采用 的方法来保证。
10.钢梁强度计算一般包括 、 、 和 四个方面。
11.提高钢梁整体稳定性的有效措施 。
12.轴心稳定系数Φ根据 、 、 。
13.在结构承载能力极限状态计算时，应采用荷载的 值。
15.轴心受拉构件的承载能力极限状态是16．轴心受压构件的承载能力极限状态有 和 。
17．双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是 屈曲。
18. 单轴对称截面的轴心受压构件，当构件绕对称轴失稳时发生 屈曲。
19．轴心受压构件的缺陷有 、 、 。
20．缀条式格构柱的缀条内力计算时按 进行计算。
21．为保证组合梁腹板的局部稳定性,当满足y w f t h 2351700 时,应 。
22．焊接工字形梁腹板高厚比时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置和。
23．梁的最小高度是由控制的。
24．钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是。
25．荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力。
26．承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数γx取。
27.相同的梁分别承受均布荷载和集中荷载的作用，虽然两者在梁内产生的最大弯矩相同，但前者的整体稳定承载力比后者。
28.使格构式轴心受压构件满足承载力极限状态，除要保证强度、整体稳定外，还必须保证。
钢结构各章习题
第三章习题1．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩mm KN M ⋅=1122，剪力KN V 374=，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级检验标准，试验算该焊缝的强度。
2 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。
钢材Q235B ，焊条E43型，手工焊，轴心拉力设计值KN N 500=(静力荷载)。
①采用侧焊缝；②采用三面围焊。
3． 如图所示焊接连接，采用三面围焊，承受的轴心拉力设计值KN N 1000=。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，试验算此连接焊缝是否满足要求。
4． 试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。
已知KN N 390=(设计值)，与焊缝之间的夹角︒=θ60，钢材为A3，手工焊、焊条E43型。
5． 试设计如图所示牛腿与柱的连接角焊缝①，②，③。
钢材为Q235B ，焊条E43型，手工焊。
6． 试求如图所示连接的最大设计荷载。
钢材为Q235B ，焊条E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸mmh f 8=，cm e 301=。
7． 如图所示两块钢板截面为40018⨯，钢材A3F ，承受轴心力设计值KN N 1180=，采用M22普通螺栓拼接,I 类螺孔，试设计此连接。
8． 如图所示的普通螺栓连接，材料为Q235钢，采用螺栓直径20mm ，承受的荷载设计值KN V 240=。
试按下列条件验算此连接是否安全：1)假定支托不承受剪力；2)假定支托承受剪力。
9、验算图示采用10.9级 M20摩擦型高强度螺栓连接的承载力。
已知，构件接触面喷砂处理，钢材Q235-BF，构件接触面抗滑移系数μ＝0.45，一个螺栓的预拉力设计值P＝155 kN。
第四章轴心受力构件1：一块－400×20的钢板用两块拼接板－400×12进行拼接。
螺栓孔径22mm，排列如图。
钢板轴心受拉，N＝1350KN（设计值）。
钢材为Q235钢，请问：(1) 钢板1－1截面的强度够否？(2) 是否还需要验算2－2截面的强度？假定N力在13个螺栓中平均分配，2－2截面应如何验算？(3) 拼接板的强度是否需要验算？2：一实腹式轴心受压柱，承受轴压力3500kN（设计值），计算长度l0x=10m，l=5m，截面为焊接组合工字型，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为Q235，0y容许长细比。
钢结构计算题(含答案)
《钢结构设计原理》【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。
钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。
钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，2/185mm N f w t =。
试求连接所能承受的最大拉力?=N解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。
根据公式 w t w f tl N<⋅=σ 移项得： kN N f t l N w t w 5.42542550018510)102250(==⨯⨯⨯-=⋅⋅< 【变化】若有引弧板，问?=N解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462=【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm 。
钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。
求最大承载力?=N解：端焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f f w f 49190416022.130067.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β侧焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051==【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。
等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。
求最大承载力?=N解：端焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f f w f 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β肢背焊缝所能承担的内力为：N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑=根据2311N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2204960327936(7.01)2(1311==+=+=【变化】若取消端焊缝，问?=N解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456=【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f wf =，静态荷载。
大学焊接工艺试题及答案
大学焊接工艺试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 焊接过程中，焊缝金属与母材金属的结合方式是（）。
A. 机械结合B. 物理结合C. 化学结合D. 冶金结合答案：D2. 电弧焊时，焊条的消耗速度主要取决于（）。
A. 焊接电流B. 焊接电压C. 焊接速度D. 焊条直径答案：A3. 焊接时，焊缝的熔深与（）有关。
A. 焊接电流B. 焊接电压C. 焊接速度D. 焊条直径答案：A4. 焊接过程中，焊缝金属的冷却速度对焊缝金属的（）有重要影响。
A. 硬度B. 韧性C. 强度D. 塑性答案：B5. 焊缝金属的硬度可以通过（）来降低。
A. 热处理B. 冷加工C. 焊接速度D. 焊接电流答案：A6. 焊接变形的产生主要与（）有关。
A. 焊接顺序B. 焊接方法C. 焊接材料D. 焊接电流答案：A7. 焊接结构的疲劳强度主要取决于（）。
A. 焊缝金属的硬度B. 焊缝金属的韧性C. 焊缝金属的强度D. 焊接缺陷答案：B8. 焊接缺陷中，对结构强度影响最大的是（）。
A. 气孔B. 裂纹C. 夹杂D. 未焊透答案：B9. 焊接接头的力学性能测试通常包括（）。
A. 拉伸试验B. 弯曲试验C. 冲击试验D. 所有上述试验答案：D10. 焊接过程中，为了减少焊接变形，可以采取的措施是（）。
A. 增加焊接电流B. 减少焊接电流C. 增加焊接速度D. 采用对称焊接答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1. 焊接时，焊条的前端部分称为_________，它在焊接过程中起到保护熔池的作用。
答案：药皮2. 焊接电流的大小直接影响焊缝的_________和_________。
答案：熔深；宽度3. 焊接过程中，焊缝金属的冷却速度过快可能导致_________的产生。
答案：裂纹4. 焊接变形可以通过_________、_________等方法来矫正。
答案：热矫正；机械矫正5. 焊接接头的疲劳强度与焊缝金属的_________有直接关系。
焊接强度计算知识
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。
例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。
继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σｓ，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σｓ，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σｓ。
如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。
36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。
另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。
设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。
37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。
全焊透对接接头的各种受力情况见图31。
图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。
受拉时的强度计算公式为Fσt＝───≤〔σ′t 〕Lδ1F〕受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α Lδ1式中F——接头所受的拉力或压力（N）；L——焊缝长度（cm）；δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠〔σ′t〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2）〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2）计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。
解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。
焊接结构生产习题
在各种角焊缝构成的搭接接头中，有相同的焊脚尺寸的条件下，正面角焊缝的单位长度较侧面角焊缝高，而斜向角焊缝的单位长度强度介于二者之间。
选择焊缝坡口形式，通常要考虑哪些因素？
答：1）可焊到性或便于实施；2）降低焊接材料的消耗量；3）坡口易加工；4）减少或控制焊接变形。
4，按外观形态分，焊接变形可分为五种基本形式：收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭曲变形。
5，由于焊缝及其附近区域在焊接高温的作用下产生纵向的压缩塑性变形，冷却后这个区域要收缩，于是引起焊件的纵向收缩变形。
6，横向收缩量沿焊缝长度方向分布是不均匀的。一般来说，焊缝的横向收缩沿焊缝方向是从小到大，逐渐曾达到一定程度后便趋于稳定。由于这个原因，生产中常将一条焊缝的两端头间隙取不同值，后半部比前半部要大1~3mm。
配焊接顺序（5）合理地选择焊接方法和焊接工艺参数（6）热平衡法（7）散热法
矫正焊接变形的方法：（1）手工矫正法 主要用于弯曲变形和薄板的波浪边形（2）机械矫正法 一般用于塑性较好的材料（3）火焰加热矫正法 主要用于弯曲变形，角变形，波浪边形，也可以用于矫正扭曲变形 1）点状加热2）线状加热3）三角形加热；,
13，焊件的刚性与拘束对焊接应力与变形有何影响？
答：焊件自身的刚性及受周围的拘束程度越大，焊件变形越小，焊接应力越大，反之，焊件自身刚性及受周围的拘束程度越小，则焊件变形越大，而焊接应力越小。
14，简述预防焊接变形的措施及矫正焊接残余变形的方法。
答：控制焊接变形的措施：1 设计措施（1） 选择合理的焊缝形状和尺寸（2）减少焊缝的数量（3）合理安排焊缝位置2. 工艺措施 （1）留余量法（2） 反变形法（3）刚性固定法（4）选择合理的装
钢结构设计原理的计算题题库 文档
1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。
图中荷载为静力荷载设计值。
钢材为Q235-A•F。
手工焊，焊条E43型。
ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。
2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。
图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-A•F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。
3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。
判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。
梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。
计算时可忽略梁的自重。
4.某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定是否满足要求。
材质：Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。
，；0.7572；平面内稳定验算：平面内稳定验算：；0.6309；1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度。
图中荷载为静力荷载设计值。
钢材为Q235-A• F。
手工焊，焊条E43型。
ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。
2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度（不需验算连接板的强度）。
图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为10.9级M20（孔d0=21.5mm），预拉力P=155kN，被连接板件钢材Q235-A• F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。
3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。
钢结构基本原理模拟试卷(二)参考答案
10、钢结构压弯构件的设计一般应进行哪几项内容的计算? ( D )。
A 强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形
B 弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比
C 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形
D 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比
三、简答题（25 分） 1、简述普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类？如何避免？（6 分） （1）螺栓杆被剪断；（2）挤压破坏；（3）板件被拉断；（4）板件端部剪切破坏；（5）栓杆受弯破坏
235 44.57 345
该柱腹板的局部稳定无保证。
采取的措施：①可加大腹板厚度；
②可设置纵向加劲肋。
四、计算题（共 55 分）
1、验算图示承受静力荷载的连接中脚焊缝的强度。
f
w f
160N
/ mm2
，其他条件如图所示。无引弧板。（12
分）
200 N=200KN （设计值）
8
50 100 100 50
A 15 t w
235 fy
B 13 tw
235 fy
C 13 tw
fy 235
D 15 tw
fy 235
9、计算梁的抗弯强度 M / ( W ) f ( 1.0 ) ,与此相应的翼缘外伸肢宽厚比不应超过( B )。
x
x nx
x
A 15 235/ fy
B 13 235/ fy
C (10 0.1) 235/ f y D (25 0.5) 235/ f y
5、工字形轴压构件翼缘局部稳定保证条件是根据( 等稳定原则 )导出的。
6、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制( 挠度 ),拉、压构件要限制( 长细比 )。
钢结构考试题库计算题版
1、试验算图示焊缝连接的强度。
已知作用力F=150kN(静力荷载)，手工焊，E43型焊条，w f f =160N/mm 2。
(12分)0.78384A =⨯⨯()10.786W =⨯截面内力：150,33VKN M KN m ==⋅321501034.9/4300.8Fe F N mm A τ⨯===623310119.9/275251.2Mf M N mm W σ⨯===故该连接可靠 2、如图所示一梁柱的端板连接，钢材为Q235，采用M20C 级普通螺栓，该连接所受的偏心力F=150kN ，试验算其连接的强度是否满足要求。
（2170/b t f N mm =，17.66e d mm =）(12分)解：偏心距e=80mm ，核心距：()22214801608010160iy mm ny ρ⨯+===⨯∑e ρ=，为小偏心 2245170416504b b e t t d N f N π==⨯=…()11222150000150000801603000010480160b bt t i F Fey N f N N n y ⨯⨯=+=+=<+∑3、图示简支梁，不计自重，Q235钢，，受压翼缘有做够约束能保证整体稳定，均布荷载设计值为50kN/m ，荷载分项系数为1.4，f =215N/mm 2。
问该梁抗弯强度及刚度是否满足要求。
已知：25N/mm 1006.2,3845,250][⨯===E EI qll xωω(16分)解：截面几何特征值：()3341150520142500 278433333.312x I mm =⨯-⨯= 3 1070897.4/2x x IW mm h ==…截面抗弯强度：取 1.05x γ=()1 1.450363158M kN m=⨯⨯=⋅62231510280.1/295/1.051070897.4x x x M N mm f N mm W σγ⨯===<=⨯，满足要求4455550600011384384 2.0610278433333.30.068250x ql EI ω⨯⨯===>⨯⨯⨯ 梁刚度不满足要求…1、试设计如图所示角钢与连接板的连接角焊缝。
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1、如图搭接接头上板厚10mm，下板厚15mm，已知许用应力[σ][τ]分别为15000N/cm2和10000N/cm2,构件受力Q为60000N，采用等腰角焊缝。
根据焊缝和载荷的几何关系确定搭接焊缝的类型及单边焊缝长度，并判定该长度下焊缝结构是否合理。
2、一丁字接头，如下图，已知焊缝金属的许用切应力[τ']=100MPa，试设计角焊缝的焊角尺寸K，并求焊缝最大承载能力。
3、分析下图构件的焊缝的类型，若要保证结构安全，则焊缝间距有什么要求？若已知该结构的许用应力[σ][τ]分别16000N为/cm2和10000N/ cm2,构件受力P为75000N，单条焊缝长度为50mm，板料厚度均为10mm，试通过计算判定其使用时是否安全。
如下图板厚为10mm,焊角尺寸为8mm，材料为Q235-A,承受的拉力F=300kN,试求角焊缝承受多大的应力？
5、两块长为260mm的钢板对接焊，焊缝受300kN的剪切力，材料为Q235-A,试设
计焊缝的厚度（该焊缝的许用剪切应力[τ‘]=98MPa）。